Perjalanan Menggigit dari Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA Akan Segera Dimulai

0


Awal bulan ini NASA mengumumkan bahwa pada 18 Desember, setelah bertahun-tahun tertunda, Teleskop Luar Angkasa James Webb akhirnya akan meninggalkan Bumi dalam misi untuk merevolusi astrofisika dan kosmologi.

Tetapi sebelum observatorium senilai $10 miliar ini dapat memulai pekerjaannya, ia harus selamat dari perjalanan yang menakutkan yang mencakup pelayaran di laut, peluncuran roket, dan penerbangan 1,5 juta kilometer ke tujuannya: Lagrange Point 2, atau L2. Jauh di luar orbit bulan (dan di luar jangkauan misi penyelamatan jangka pendek), L2 adalah wilayah di mana tarikan gravitasi Bumi dan matahari seimbang untuk menciptakan tempat parkir jangka panjang yang sempurna bagi teleskop. Saat Webb meninggalkan planet dan bulan kita, ia juga harus mengerahkan komponen kunci yang terlipat agar muat di dalam roketnya. Proses tegangan tinggi ini melibatkan sekitar 178 mekanisme pelepasan, yang masing-masing harus beroperasi dengan sempurna agar teleskop dapat menyelesaikan 40 atau lebih penyebaran utamanya.

“Ini adalah misi ilmiah paling kompleks yang pernah kami lakukan,” kata Nancy Levenson, wakil direktur Space Telescope Science Institute (STSci). “Ada banyak hal yang harus dilakukan dengan benar.”

Webb tidak diragukan lagi adalah teleskop luar angkasa tercanggih yang pernah dibuat. Tatapan inframerah pesawat ruang angkasa akan menembus awan debu kosmik untuk mengungkapkan detail tersembunyi dari pembibitan bintang dan protoplanet embrio di tengah pembentukan. Ini juga akan mengumpulkan foton samar yang dipancarkan oleh bintang dan galaksi pertama yang terbentuk setelah big bang—yang awalnya dipancarkan sebagai cahaya tampak tetapi sejak itu telah meregang, atau “bergeser merah”, oleh perluasan kosmos.

“Ini akan membantu kita membuka beberapa misteri alam semesta kita,” kata Greg Robinson, direktur program Webb di NASA. “Saya ingin mengatakan itu akan menulis ulang buku-buku fisika.”

Tapi itu mengasumsikan semua berjalan sesuai rencana.

Melalui Darat dan Laut

Perjalanan Webb akan dimulai di Redondo Beach, California, di fasilitas Northrop Grumman di mana konstruksi dan tes akhir telah diselesaikan. Di sana pesawat ruang angkasa, yang saat ini dilipat, akan ditempatkan ke dalam wadah pengiriman khusus yang disebut Super Space Telescope Transporter for Air, Road and Sea, atau Super STTARS. Pod perjalanan khusus akan melindungi Webb dari kelembaban, getaran, dan suhu yang berfluktuasi.

Akhir bulan ini, saat ditempatkan di dalam kepompong berteknologi tinggi, Webb akan diangkut ke pelabuhan kota dan ditempatkan di atas kapal. Tanggal pasti keberangkatan telah dirahasiakan untuk mencegah pembajakan, kata Massimo Stiavelli, kepala kantor misi Webb di STScI.

Rincian tentang keamanan yang menyertai teleskop belum dipublikasikan. Meski begitu, Stiavelli mengatakan bahwa dia tidak peduli tentang bajak laut yang mencuri kargo berharga, berkat banyak tindakan keamanan yang dirahasiakan tetapi sangat nyata yang diberlakukan untuk perjalanan maritim. Jika terjadi upaya pencurian di laut lepas, dia berkata, “Saya akan khawatir tentang [the safety of] bajak laut itu sendiri.”

Setelah berangkat dari pantai, teleskop, yang masih berada di Super STTARS, akan berlayar ke selatan di sepanjang pantai dan melalui Terusan Panama. Webb kemungkinan akan memasuki Karibia sekitar awal Oktober—yaitu, selama musim badai.

Pelabuhan aman telah diidentifikasi di sepanjang rute pengiriman pesawat ruang angkasa. Dan kondisi cuaca akan dipantau secara ketat untuk memastikan bahwa ia tidak tiba-tiba menemukan dirinya rentan dalam badai, kata Stiavelli.

Setelah sekitar dua minggu di laut, teleskop akan tiba di pelabuhan dan tempat peluncuran Badan Antariksa Eropa (ESA) Kourou, Guyana Prancis. Di sana Webb akan menjalani persiapan peluncuran, termasuk mengisi bahan bakarnya, melakukan pemeriksaan elektronik akhir dan, tentu saja, memasang pesawat ruang angkasa pada tunggangannya: roket Ariane 5 ESA.

Masih terlipat, teleskop seberat 6.500 kilogram akan diamankan di bagian atas roket, di dalam ruang yang disebut fairing. Setelah diposisikan, Webb akan siap untuk terbang ke langit.

Ledakan

Dengan asumsi tidak ada penundaan lebih lanjut dalam perjalanannya ke landasan peluncuran, pada pagi hari tanggal 18 Desember, Webb akan meluncur dengan lintasan sedikit ke timur di atas Samudra Atlantik. Roket Ariane 5-nya dianggap sebagai pekerja keras yang andal, dan teleskop itu sendiri telah lulus tes yang dimaksudkan untuk meniru tekanan peluncuran, sehingga kepercayaan tinggi bahwa perjalanan ke orbit akan berjalan lancar, kata Robinson.

Namun, “salah satu yang paling melegakan adalah peluncuran yang sukses,” kata Heidi Hammel, wakil presiden di Asosiasi Universitas untuk Penelitian Astronomi. “Seperti yang kita katakan dalam bisnis, ini adalah ilmu roket. Kami menempatkan sumber daya yang sangat berharga ini di atas roket dan mengatur sumbu, sehingga untuk berbicara.

Mekarnya Webb

Setelah sekitar 10.400 kilometer ke dalam perjalanannya, Webb akan melepaskan diri dari tahap kedua Ariane 5, menandakan akhir dari peluncuran. Namun demikian, bagian paling menegangkan dari perjalanan Webb baru saja dimulai: pelayaran 1,5 juta kilometer ke L2, di mana teleskop yang terlipat perlahan-lahan akan mulai terbuka.

“Saat itulah kebiasaan menggigit kuku dimulai,” kata Hammel. “Kami tidak ada di sana. Kami tidak dapat melakukan penyesuaian, jadi semuanya harus berjalan dengan baik.”

Beberapa saat setelah terpisah dari roketnya, rangkaian tenaga surya Webb akan mulai memasok listrik ke pesawat ruang angkasa. Meskipun penyebaran susunan surya adalah prosedur yang relatif sederhana, keberhasilannya sangat penting untuk memberi daya pada semua operasi berikutnya, kata Stiavelli.

Kredit: Desain Bryan Christie

Sekitar 12 jam setelah peluncuran, pendorong pesawat akan menembak untuk pertama kalinya untuk memperbaiki lintasannya. Koreksi arah harus efisien untuk menghemat bahan bakar teleskop dan memaksimalkan masa pakainya, kata Stiavelli. Konfirmasi dari koreksi kursus yang berhasil tidak akan tiba sampai setelah fakta, meskipun penyesuaian selanjutnya pada lintasan penerbangan Webb dapat dilakukan jika diperlukan.

Saat teleskop mendekati hari ketiganya di luar angkasa, Webb akan mulai menggunakan salah satu instrumennya yang paling rumit dan menonjol: pelindung matahari. Jika dibuka tanpa hambatan, tumpukan lima lembar film polimida berbentuk layang-layang yang sangat besar akan menghalangi sinar matahari dan panas mencapai sensor inframerah teleskop, yang harus tetap pada suhu kriogenik yang sangat rendah agar berfungsi dengan baik.

Tabir surya sangat penting untuk menjaga teleskop cukup dingin sehingga dapat merasakan cahaya inframerah fajar kosmik, kata Hammel. “Penempatan harus berjalan dengan baik,” tambahnya.

Tetapi untuk membuka sunshield, sekitar 150 mekanisme pelepasan harus menyala dengan benar selama tiga hari. Penyebaran rumit melibatkan sekitar 7.000 bagian, termasuk 400 puli, delapan motor dan 140 aktuator pelepas. Penyebaran sunshield adalah kunci untuk mencapai impian terliar para ilmuwan untuk observatorium. Tetapi bagi para insinyur dirgantara, kompleksitas prosedur dan banyaknya kegagalan titik tunggal adalah mimpi buruk.

“Ini tugas besar: membuat lima lapisan yang sangat tipis yang masing-masing seukuran lapangan tenis ini terbentang dan terpisah satu sama lain,” kata Hammel. Dan kecemasan tidak akan pudar dengan pemasangan sunshield nominal. Enam hari setelah penerbangan, cermin sekunder teleskop, yang diposisikan di ujung tiga lengan panjang, akan turun ke tempatnya. Terlepas dari namanya, cermin sekunder adalah komponen penting untuk kesuksesan Webb, kata Hammel. Jika penerapan lain tidak berjalan dengan sempurna, mungkin ada solusi. “Tetapi jika cermin sekunder tidak berhasil digunakan, kami tidak memiliki teleskop,” katanya. “Kami tidak mendapatkan apa-apa.”

Pada hari ketujuh, cermin utama Webb sepanjang 6,5 meter, kumpulan 18 segmen heksagonal berlapis emas yang dipahat berilium, akan mulai terbentang. Pertama, dua “sayap” akan berayun keluar dan terkunci pada tempatnya seperti potongan meja lipat. Kemudian aktuator kecil akan mendorong atau menarik setiap segmen cermin ke dalam keselarasan mikron yang tepat, menghasilkan fokus tunggal cermin utama. Menyebarkan dan menyelaraskan cermin utama akan melibatkan 132 aktuator dan motor, yang masing-masing harus berfungsi dengan baik.

Akhirnya, sebulan setelah peluncuran, Webb harus mencapai L2, mengakhiri salah satu penerbangan luar angkasa paling berani yang pernah dicoba dan memungkinkan para astronom dunia untuk secara kolektif menghembuskan napas.

“Kami telah berlatih selama bertahun-tahun,” kata Hammel. “Ini seperti konser orkestra dengan ratusan orang memainkan alat musik yang berbeda. Setiap orang harus telah berlatih bagian mereka dan semua instrumen harus siap. Dan kemudian kami memainkan musiknya.”

Leave A Reply

Your email address will not be published.